集成化電子衡器之集成化稱重軌

20 世紀 80 年代，歐美一些電子測量公司和電子衡器制造企業(yè)，為滿足鐵路運輸、鋼鐵冶金、煤礦電廠、港口碼頭等部門物料及轉(zhuǎn)運貨物的稱量、超載、欠載、偏載檢查、制動力測量等需要，開發(fā)出稱重軌（Weigh Rail），即取下線路的一小段鋼軌并在其上粘貼電阻應(yīng)變計，使稱重傳感器、鋼軌承載器一體化，具備動態(tài)電子軌道衡的功能，達到快速稱量的目的。以美國工程師 Ned Sneed 發(fā)明的集成化彎曲型稱重軌最具代表性，他在深入分析兩個軌枕之間的鋼軌受力變形機理后，得出在稱量段鋼軌底部粘貼四片單軸電阻應(yīng)變計，當車輪通過時，四片電阻應(yīng)變計輸出的總和等于內(nèi)側(cè) 2 片電阻應(yīng)變計輸出之和減去外側(cè) 2 片電阻應(yīng)變計輸出之和，也就是說當車輪行駛過鋼軌稱量段時，4 片電阻應(yīng)變計的輸出總和為一常數(shù)，只要測出此輸出值，就可以準確的轉(zhuǎn)換出車輛的載重量。盡管稱重軌可以用冷焊方法或用魚尾板與線路連接為一體，減少了車輛振動。

可提高稱量準確度，但稱量段的跨度較大，撓度也較大，安全性有所降低。鋼軌底面只能打磨不能加工，因而彎曲型稱重軌輸出靈敏度較低，以輪重 15t 為例，靈敏度只有 0.25mV／V。20 世紀 90 年代以來，集成化稱重軌動態(tài)電子軌道衡的研究在彎曲型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展為剪切型結(jié)構(gòu)。它是在與線路鋼軌完全一樣的一段鋼軌的腹板上，直接加工出與雙剪梁型稱重傳感器基本相同的應(yīng)變區(qū)，并在盲孔內(nèi)粘貼雙剪切電阻應(yīng)變計，完全按稱重傳感器制造工藝進行布線、組橋、電路補償、防護密封、性能檢測，使此段鋼軌與稱重傳感器一體化，形成剪切型稱重軌。美國 KILO－WATE 公司，德國 PFISTER 公司、GTM公司均有 1.8m 長的剪切型稱重軌，稱量準確度均優(yōu)于 0.5 級。剪切型稱重軌的力學(xué)模型及剪力圖

稱重軌的力學(xué)模型及剪力圖我國北京傲邦達技術(shù)開發(fā)中心針對 1.8m 稱重軌只有一個稱量段的不足，經(jīng)過理論分析和反復(fù)試驗研制出 7.5m 長的稱重軌動態(tài)電子軌道衡。獨創(chuàng)以數(shù)字求和方法為基礎(chǔ)的單軸、雙軸、多軸多次稱重計量的數(shù)學(xué)模型，克服車輛行駛過程中軸間重量轉(zhuǎn)移帶入的誤差。將單次軸計量改為 6 次軸計量，并適當延長有效單軸計量長度，同樣通過冷焊技術(shù)或用魚尾板與兩端的線路連接，實現(xiàn)鋼軌與稱重傳感器一體化，形成不斷軌動態(tài)電子軌道衡，其動態(tài)稱量準確度優(yōu)于 0.5 級。稱重軌動態(tài)電子軌道衡一般都附帶一臺靜態(tài)自校裝置，便于初次安裝或使用中檢查。靜態(tài)自校裝置是利用龍門架結(jié)構(gòu)的自身平衡原理，通過安裝在龍門架上的油壓加載系統(tǒng)和標準稱重傳感器實現(xiàn)對稱重軌進行各級加載。稱重軌電子軌道衡靜態(tài)自校裝置結(jié)構(gòu)示。

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